DE69927015T2 - REACTIVE MATRIX FOR REMOVING MOISTURE FROM A FLUOR-CONTAINING GAS AND METHOD - Google Patents

REACTIVE MATRIX FOR REMOVING MOISTURE FROM A FLUOR-CONTAINING GAS AND METHOD Download PDF

Info

Publication number
DE69927015T2
DE69927015T2 DE69927015T DE69927015T DE69927015T2 DE 69927015 T2 DE69927015 T2 DE 69927015T2 DE 69927015 T DE69927015 T DE 69927015T DE 69927015 T DE69927015 T DE 69927015T DE 69927015 T2 DE69927015 T2 DE 69927015T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
alumina
moisture
trifluoride
removing moisture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69927015T
Other languages
German (de)
Other versions
DE69927015D1 (en
Inventor
T. James SNOW
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Entegris Inc
Original Assignee
Mykrolis Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mykrolis Corp filed Critical Mykrolis Corp
Publication of DE69927015D1 publication Critical patent/DE69927015D1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE69927015T2 publication Critical patent/DE69927015T2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/28—Selection of materials for use as drying agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/027—Compounds of F, Cl, Br, I
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
    • B01J20/3234—Inorganic material layers
    • B01J20/3236—Inorganic material layers containing metal, other than zeolites, e.g. oxides, hydroxides, sulphides or salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/083—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals containing one or more halogen atoms
    • C01B21/0832—Binary compounds of nitrogen with halogens
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
    • C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
    • C01B7/20—Fluorine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S95/00—Gas separation: processes
    • Y10S95/90—Solid sorbent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus einem Fluor enthaltenden Gas. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Entfernung von Feuchtigkeit aus Stickstofftrifluoridgas oder Fluorgas unter Vermeidung unerwünschter exothermer Reaktionen.These The invention relates to a process for the removal of impurities from a fluorine-containing gas. In particular, this invention relates a method for removing moisture from nitrogen trifluoride gas or fluorine gas while avoiding undesirable exothermic reactions.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the state of the technique

Derzeit wird eine breite Palette von Trägern für eine reaktive Matrix zur Entfernung von Verunreinigungen aus Stickstofftrifluoridgas verwendet. Ein Hauptproblem bei den derzeit verfügbaren reaktiven Matrizes besteht darin, dass einige der Verunreinigungen in dem Stickstofftrifluorid, wie N2F2 und N2F4, mit einigen der derzeit verwendeten Träger nicht kompatibel sind. Diese Verunreinigungen führen zu einer exothermen Zersetzung unter Katalyse der Zersetzung von NF3, die wiederum eine Kaskade von Reaktionen verursacht, die zu unerwünscht hohen Temperaturen führt, die sogar das für die reaktive Matrix verwendete Gehäuse zerstören. Es wurde von Broer et al., J. Mater. Res., 1988, 3(4), 755, beobachtet, dass bis 650 °C keine Reaktion von Komponenten eines NF3-Gases mit Aluminiumoxid erfolgte. Durch FTIR und anschließende Analyse wurde gezeigt, dass die Reaktion von Stickstofftrifluorid mit Aluminiumoxid bei Temperaturen größer als 650 °C Nitrosylfluorid (NOF), NO2, NO und AlF3 produziert.Currently, a wide range of reactive matrix carriers are used to remove nitrogen trifluoride gas contaminants. A major problem with presently available reactive matrices is that some of the impurities in the nitrogen trifluoride such as N 2 F 2 and N 2 F 4, with some of the carrier currently used are not compatible. These impurities lead to exothermic decomposition, catalyzing the decomposition of NF 3 , which in turn causes a cascade of reactions leading to undesirably high temperatures that even destroy the housing used for the reactive matrix. It was reported by Broer et al., J. Mater. Res., 1988, 3 (4), 755, observed that up to 650 ° C no reaction of components of a NF 3 gas with alumina took place. FTIR and subsequent analysis have shown that the reaction of nitrogen trifluoride with alumina produces nitrosyl fluoride (NOF), NO 2 , NO, and AlF 3 at temperatures greater than 650 ° C.

Es wurde ferner in dem japanischen Patent 01261209 (1989) gezeigt, dass die Reinigung von NF3 mit zuvor dehydratisiertem Aluminiumoxid innerhalb eines Temperaturbereichs von 0 bis –125 °C die Verunreinigungen N2O, CO2 und N2F2 entfernt. Die kalte Temperatur minimierte die Adsorption von NF3 an dem Aluminiumoxidträger.It has also been shown in Japanese Patent 01261209 (1989) that the purification of NF 3 with previously dehydrated alumina within a temperature range of 0 to -125 ° C removes the impurities N 2 O, CO 2 and N 2 F 2 . The cold temperature minimized the adsorption of NF 3 on the alumina support.

Das japanische Patent 0203450 A2 (1990) offenbart, dass die Reinigung von NF3 in Stufen etwaige Temperaturerhöhungen und anschließende Explosionen verhindert. N2F2 und N2F4 werden zunächst durch Durchleiten des NF3-Gases durch ein Metallrohr, beispielsweise nichtrostender Stahl oder Monel, bei 150–300 °C entfernt. Anschließend wird OF2 durch Durchperlen des Gases durch eine Na2SO3 und Na2S enthaltende wässrige Lösung entfernt. Das gereinigte NF3 strömt dann zur Entfernung von N2O und CO2 über eine zuvor aktivierte Aluminiumoxidschicht. Diese beiden Verunreinigungen sind in höheren Konzentrationen als Wasser vorhanden.Japanese Patent 0203450 A2 (1990) discloses that the purification of NF 3 in stages prevents any temperature increases and subsequent explosions. N 2 F 2 and N 2 F 4 are first removed by passing the NF 3 gas through a metal tube, such as stainless steel or Monel, at 150-300 ° C. Subsequently, OF2 is removed by bubbling the gas through a Na 2 SO 3 and Na 2 S-containing aqueous solution. The purified NF 3 then flows over a previously activated alumina layer to remove N 2 O and CO 2 . These two impurities are present in higher concentrations than water.

Die US-Patente 4 853 148 und 4 925 646 offenbaren die Verwendung von Aluminiumtrifluorid auf einem Aluminiumoxidträger zur Entfernung von Feuchtigkeit aus einem Halogenwasserstoffgas. Das Aluminiumtrifluorid wird durch Reaktion entsprechender partiell oder vollständig alkylierter Verbindungen und/oder anhängender funktioneller Gruppen mit dem entsprechenden gasförmigen Halogenwasserstoff gebildet. Die partiell oder vollständig alkylierten Verbindungen werden als Lösung in einem organischen Lösemittel verwendet. Die Bildung von Aluminiumtrifluorid oder Aluminium durch dieses Verfahren führt zu Spurenmengen organischer Einheiten oder Verbindungen, die an dem gebildeten Produkt vorhanden sind. Selbst Spurenmengen organischer Stoffe an einem zur Reinigung von NF3 verwendeten Material sind unerwünscht, da sie mit NF3 oder Verunreinigungen in NF3 in einer exothermen Reaktion reagieren, die ausreichend Wärme erzeugt, um eine weitere unerwünschte Reaktion des NF3 zu bewirken.U.S. Patents 4,853,148 and 4,925,646 disclose the use of aluminum trifluoride on an alumina support to remove moisture from a hydrogen halide gas. The aluminum trifluoride is formed by reaction of corresponding partially or fully alkylated compounds and / or pendant functional groups with the corresponding gaseous hydrogen halide. The partially or fully alkylated compounds are used as a solution in an organic solvent. The formation of aluminum trifluoride or aluminum by this process results in trace amounts of organic moieties or compounds present on the formed product. Even trace amounts of organic matter on a material used to purify NF 3 are undesirable because they react with NF 3 or impurities in NF 3 in an exothermic reaction that generates sufficient heat to cause another undesirable reaction of NF 3 .

Ferner ist die Bildung von AlF3 über eine Reaktion des Ausgangsmaterials AlR3, worin R eine organische Einheit ist, mit gasförmigem HF nicht praktikabel, da gasförmiges HF einen niedrigen Dampfdruck aufweist und überschüssiges nichtumgesetztes HF von dem Träger schwer zu entfernen ist. Ferner kann die Bildung von AlF3 aus Aluminiumhydrid und HF-Gas mit HF in wässriger Lösung nicht durchgeführt werden, da Wasser mit Aluminiumhydrid reagiert.Further, the formation of AlF 3 via a reaction of the starting material AlR 3 wherein R is an organic moiety with gaseous HF is impractical because gaseous HF has a low vapor pressure and excess unreacted HF is difficult to remove from the support. Further, the formation of AlF 3 from aluminum hydride and HF gas with HF in aqueous solution can not be performed because water reacts with aluminum hydride.

Daher wäre die Bereitstellung eines Fängers für Feuchtigkeit in NF3 günstig, der mit NF3 oder normalerweise in NF3 gefundenen Verunreinigungen nicht reagiert. Ferner wäre die Bereitstellung eines Fängers günstig, der mit Verbindungen, die durch den Fänger adsorbiert werden, nicht reagiert.Therefore, providing a scavenger for moisture in NF3 would be beneficial, which would not react with NF 3 or impurities normally found in NF 3 . Further, it would be beneficial to provide a scavenger that does not react with compounds that are adsorbed by the scavenger.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Entfernung von Feuchtigkeit aus einem Fluorgas oder Stickstofftrifluoridgas enthaltenden Gas unter Vermeidung unerwünschter exothermer Reaktionen bereit. Die Vorrichtung zur Durchführung dieser Erfindung umfasst ein Gehäuse, das eine teilchenförmige Zusammensetzung enthält, die ein aktiver Fänger zur Entfernung von Feuchtigkeit aus NF3 ist. Das Gehäuse umfasst einen Einlass für zugeführtes NF3 und einen Auslass für behandeltes NF3. Die teilchenförmige Zusammensetzung umfasst Teilchen, die aus mit AlF3, das durch die Reaktion von Aluminiumoxidteilchen mit einer wässrigen Lösung von Fluorwasserstoff (HF) gebildet wurde, beschichtetem Aluminiumoxid gebildet sind. Auf diese Weise gebildete AlF3-Teilchen sind frei von Einheiten, wie organischen Einheiten, die mit entweder F2, NF3 oder normalerweise in F2 oder NF3 gefundenen Verunreinigungen reaktiv sind.The present invention provides a method of removing moisture from a gas containing fluorine gas or nitrogen trifluoride gas while avoiding undesirable exothermic reactions. The apparatus for practicing this invention comprises a housing containing a particulate composition which is an active scavenger for removing moisture from NF 3 . The housing includes an inlet for supplied NF 3 and an outlet for treated NF 3 . The particulate composition comprises particles formed from alumina coated with AlF 3 formed by the reaction of alumina particles with an aqueous solution of hydrogen fluoride (HF). AlF 3 particles formed in this manner are free of units, such as organic moieties, which are reactive with either F 2 , NF 3 or impurities normally found in F 2 or NF 3 .

Die Feuchtigkeitsentfernung aus F2 oder NF3 wird durch Durchleiten des F2- oder NF3-Gases durch ein Bett der Teilchen unter zur Adsorption von Feuchtigkeit aus dem NF3 wirksamen Bedingungen bewirkt. Die adsorbierte Feuchtigkeit wird bei der Hydratbildung mit dem Aluminiumtrifluorid chemisch gebunden. Die Aluminiumoxidteilchen adsorbieren ferner Kohlenstoffoxide, d.h. Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, wenn diese Oxide in dem Gas vorhanden sind. Die Aluminiumoxidteilchen entfernen ferner Spurenmengen von HF-Gas in NF3 durch Chemisorption unter Bildung von zusätzlichem AlF3 und Feuchtigkeit. Der erzeugte Wasserdampf wird durch die reaktive Matrix abgefangen. Da die gemäß dieser Erfindung hergestellten Teilchen mit normalerweise in NF3-Gas gefundenen Verbindungen nicht exotherm reagieren, wird die Entfernung der Feuchtigkeit aus NF3 ohne signifikante Temperatur- oder Druckerhöhung bewirkt.Moisture removal from F 2 or NF 3 is effected by passing the F 2 or NF 3 gas through a bed of particles under conditions effective to adsorb moisture from the NF 3 . The adsorbed moisture is chemically bound during hydrate formation with the aluminum trifluoride. The alumina particles also adsorb carbon oxides, ie, carbon monoxide and carbon dioxide, when these oxides are present in the gas. The alumina particles also remove trace amounts of HF gas in NF 3 by chemisorption to form additional AlF 3 and moisture. The generated water vapor is trapped by the reactive matrix. Since the particles produced according to this invention do not react exothermically with compounds normally found in NF 3 gas, removal of the moisture from NF 3 is effected without significant increase in temperature or pressure.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE CHARACTERS

1 ist eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung dieser Erfindung. 1 Figure 3 is a schematic drawing of a device of this invention.

2 zeigt die Temperatur- und Druckänderung über die Zeit bei der Behandlung von NF3 zur Entfernung von Feuchtigkeit in der Vorrichtung dieser Erfindung. 2 shows the temperature and pressure change over time in the treatment of NF3 to remove moisture in the apparatus of this invention.

BESCHREIBUNG SPEZIELLER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION SPECIAL EMBODIMENTS

Gemäß dem Verfahren dieser Erfindung wird ein Fluorgas oder ein NF3-Gas mit Teilchen eines mit Aluminiumtrifluorid beschichteten Aluminiumoxidträgers in Kontakt gebracht, wobei das Aluminiumtrifluorid durch Reaktion von Aluminiumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Größe zwischen etwa 0,1 und etwa 10 mm, vorzugsweise zwischen 1,0 und 5,0 mm mit einer wässrigen Fluorwasserstofflösung, bis im wesentlichen die gesamte Oberfläche der Aluminiumteilchen mit AlF3 beschichtet ist, hergestellt wurde. Die Reaktion wird mit einer wässrigen Lösung, die zwischen etwa 1 % und etwa 10 %, vorzugsweise zwischen etwa 3 % und etwa 5 % Fluorwasserstoff enthält, bei einer Temperatur zwischen etwa 0 °C und etwa 40 °C, vorzugsweise zwischen etwa 20 °C und etwa 30 °C durchgeführt. Die Teilchen werden dann gewonnen und getrocknet, um etwaige Feuchtigkeit in diesen zu entfernen. Typische Trockungsbedingungen umfassen eine Temperatur von größer als 100 °C und vorzugsweise größer als 200 °C.In accordance with the process of this invention, a fluorine gas or NF 3 gas is contacted with aluminum trifluoride coated alumina support particles, the aluminum trifluoride being formed by reacting alumina particles having an average size between about 0.1 and about 10 mm, preferably between 1, 0 and 5.0 mm with an aqueous hydrogen fluoride solution until substantially all of the surface of the aluminum particles is coated with AlF 3 . The reaction is carried out with an aqueous solution containing between about 1% and about 10%, preferably between about 3% and about 5% hydrogen fluoride at a temperature between about 0 ° C and about 40 ° C, preferably between about 20 ° C and about 30 ° C performed. The particles are then recovered and dried to remove any moisture in them. Typical drying conditions include a temperature of greater than 100 ° C, and preferably greater than 200 ° C.

Das NF3 oder F2 kann allein oder in einem Gemisch mit einem Inertgas, wie Argon, Neon oder Xenon, behandelt werden.The NF 3 or F 2 may be treated alone or in admixture with an inert gas such as argon, neon or xenon.

Die Feuchtigkeitsentfernungskapazität oder -effizienz des aktiven Fängers zur Entfernung von Feuchtigkeit ist nicht durch das Vorhandensein anderer Verunreinigungen, wie Kohlenoxide, die vorzugsweise mit Feuchtigkeit um die Bindung an dem Träger konkurrieren könnten, beeinflußt. Ferner können die gemäß dieser Erfindung hergestellten, mit Aluminiumfluorid beschichteten Aluminiumoxidteilchen Feuchtigkeit aus F2- oder NF3-Gas ohne Reaktion mit normalerweise in NF3 oder F2 gefundenen Verunreinigungen adsorbieren.The moisture removal capacity or efficiency of the active scavenger for removing moisture is not affected by the presence of other impurities, such as carbon oxides, which would preferably compete with moisture for binding to the support. Further, the aluminum fluoride-coated alumina particles prepared according to this invention can adsorb moisture from F 2 or NF 3 gas without reaction with impurities normally found in NF 3 or F 2 .

1 erläutert die Verwendung der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 1 umfasst eine Vorrichtung dieser Erfindung 10 einen Einlass 12, einen Auslass 14 und ein Gehäuse 16. Die Teilchen 18 umfassen mit AlF3 beschichtete Aluminiumoxidteilchen, die durch Reaktion von Aluminiumoxidteilchen mit einer wässrigen Fluorwasserstofflösung hergestellt wurden. 1 illustrates the use of the present invention. Referring to 1 comprises a device of this invention 10 an inlet 12 , an outlet 14 and a housing 16 , The particles 18 include AlF 3 coated alumina particles prepared by reacting alumina particles with an aqueous hydrofluoric acid solution.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung und sollen diese nicht beschränken.The explain the following examples The present invention is not intended to be limiting.

Beispiel 1example 1

Eine 50-cm3-Probe von Aluminiumtrifluorid auf Aluminiumoxid wird gemäß dem im folgenden angegebenen Verfahren hergestellt. Zu Aluminiumoxid (32,5 g) in einer PFA-Flasche wird eine verdünnte Lösung von 49%igem wässrigem HF (4,1 ml) in entionisiertem Wasser (50 m 1) gegeben. Nach 3 h wird die Flüssigkeit abdekantiert und das verbleibende Aluminiumtrifluorid auf Aluminiumoxid über Nacht in dem Abzug luftgetrocknet. Das Material wird in einem Probenzylinder überführt, wo weitere Trocknung und Dehydratation des Aluminiumtrifluorids bei 400 °C während 3 h unter einem Stickstoffstrom von 3,0 slpm durchgeführt wird.A 50-cm 3 sample of aluminum trifluoride on alumina is prepared according to the procedures set out below. To alumina (32.5 g) in a PFA bottle is added a dilute solution of 49% aqueous HF (4.1 mL) in deionized water (50 mL). After 3 hours, the liquid is decanted off and the remaining aluminum trifluoride is air dried on alumina overnight in the hood. The material is transferred to a sample cylinder where further drying and dehydration of the aluminum trifluoride is carried out at 400 ° C for 3 hours under a nitrogen stream of 3.0 slpm.

Beispiel 2Example 2

Die Kapazität des Aluminiumtrifluorids auf einem Aluminiumoxidfänger zur Entfernung von Wasserdampf wird nach dem folgenden Verfahren ermittelt. Ein 50-cm3-Probenzylinder wird mit dem in Beispiel 1 hergestelltem AlF3/Aluminiumoxid-Fänger gefüllt. Ein Testgasgemisch aus 480 ppm H2O in Stickstoff wird mit einer Durchflussrate von 1,0 slpm durch das Probenrohr geleitet. Die stromabwärtige H2O-Konzentration wird unter Verwendung eines Ametek 5700 Moisture Analyzer ermittelt. Nach 2760 min wird der H2O-Durchbruch detektiert, wobei sich eine H2O-Kapazität für den anorganischen Fänger von 26 1 H2O/l Bett ergibt.The capacity of aluminum trifluoride on an alumina scavenger to remove water vapor is determined by the following procedure. A 50-cm 3 sample cylinder is filled with the prepared in Example 1 AlF3 / alumina scavenger. A test gas mixture of 480 ppm H 2 O in nitrogen is passed through the sample tube at a flow rate of 1.0 slpm. The downstream H 2 O concentration is determined using an Ametek 5700 Moisture Analyzer. After 2760 minutes, the H 2 O breakthrough is detected giving a H 2 O capacity for the inorganic scavenger of 26 1 H 2 O / L bed.

Beispiel 3Example 3

Die Kompatibilität des Aluminiumtrifluorids auf einem Aluminiumoxidfänger mit NF3-Gas wird nach dem folgenden Beispiel bestimmt. Ein 50-cm3-Probenzylinder wird mit dem in Beispiel 1 hergestellten AlF3 Aluminiumoxid-Fänger gefüllt. Der Pro benzylinder wird mit einem über die Seite durch einen Druckbeschlag eingeführtes Thermoelement zur Messung der Innentemperatur des Fängers ausgestattet. Der Probenzylinder wird an einem Verteiler mit einer optionalen Nebenschlussschleife um die Probe installiert. Ein 200-sccm-Strom von NF3 (CP-Qualität) wird entweder durch den Probenzylinder geleitet oder optional durch den Nebenschluss geleitet (zur Bereitstellung des Hintergrundniveaus). Der NF3-Strom wird initiiert, dann durch die Probe geleitet und es besteht, wie in 2 angegeben ist, keine merkliche Temperaturerhöhung. Die Spektren von stromabwärtigem, durch den Nebenschluss geleitetem und gereinigtem NF3-Gas wird unter Verwendung von FTIR ermittelt und als identisch betrachtet. Die Probe wird unter einem Druck von 43,30 psia gesetzt, per Ventil abgeschlossen und über Nacht statisch stehengelassen. Der Druck bleibt über Nacht konstant und eine FTIR-Analyse des Probenkopfraums zeigt keine Erzeugung von Verunreinigungen.The compatibility of the aluminum trifluoride on an alumina scavenger with NF 3 gas is determined by the following example. A 50-cm 3 sample cylinder 3 is alumina scavenger filled with the prepared in Example 1 AlF. Of the Pro gas cylinder is equipped with a introduced via the side by a pressure fitting thermocouple for measuring the internal temperature of the catcher. The sample cylinder is installed on a manifold with an optional shunt loop around the sample. A 200 sccm stream of NF 3 (CP grade) is either passed through the sample cylinder or optionally passed through the shunt (to provide the background level). The NF 3 stream is initiated, then passed through the sample and it persists as in 2 is indicated, no noticeable increase in temperature. The spectra of downstream bypassed and purified NF 3 gas are determined using FTIR and considered identical. The sample is pressurized to 43.30 psia, closed by valve, and allowed to stand statically overnight. The pressure remains constant overnight and FTIR analysis of the sample headspace shows no generation of contaminants.

Claims (5)

Verfahren zur Entfernung von Feuchtigkeit aus einem Gas, das aus der aus Stickstofftrifluoridgas und Fluorgas bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei das Verfahren das innige Inkontaktbringen des Gases mit einer Zusammensetzung, die Aluminiumoxidteilchen mit einer Aluminiumtrifluoridbeschichtung umfasst, wobei die Beschichtung durch Umsetzung von Aluminiumoxidteilchen mit einer wässrigen Fluorwasserstofflösung und anschließendes Trocknen der mit Aluminiumtrifluorid beschichteten Aluminiumoxidteilchen gebildet wurde, und die Rückgewinnung des Gases nach dem Inkontaktbringen mit der Zusammensetzung umfasst.Method for removing moisture from a Gas consisting of the nitrogen trifluoride gas and fluorine gas Group selected wherein the method comprises intimately contacting the gas with a composition comprising alumina particles with an aluminum trifluoride coating, the coating being by reaction of alumina particles with an aqueous Hydrogen fluoride solution and subsequent Drying the aluminum trifluoride-coated alumina particles was formed, and the recovery of the Gas after contacting the composition comprises. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gas Stickstofftrifluorid ist.The method of claim 1, wherein the gas is nitrogen trifluoride is. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gas Fluorgas ist.The method of claim 1, wherein the gas is fluorine gas is. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Gas ein Inertgas enthält.The method of claim 2, wherein the gas is an inert gas contains. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Gas ein Inertgas enthält.The method of claim 3, wherein the gas is an inert gas contains.
DE69927015T 1998-04-29 1999-04-21 REACTIVE MATRIX FOR REMOVING MOISTURE FROM A FLUOR-CONTAINING GAS AND METHOD Expired - Lifetime DE69927015T2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US69432 1998-04-29
US09/069,432 US6033460A (en) 1998-04-29 1998-04-29 Reactive matrix for removing moisture from a fluorine containing gas and process
PCT/US1999/008775 WO1999055620A1 (en) 1998-04-29 1999-04-21 Reactive matrix for removing moisture from a fluorine containing gas and process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69927015D1 DE69927015D1 (en) 2005-10-06
DE69927015T2 true DE69927015T2 (en) 2006-06-22

Family

ID=22088940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69927015T Expired - Lifetime DE69927015T2 (en) 1998-04-29 1999-04-21 REACTIVE MATRIX FOR REMOVING MOISTURE FROM A FLUOR-CONTAINING GAS AND METHOD

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6033460A (en)
EP (1) EP1076633B1 (en)
AU (1) AU3660199A (en)
DE (1) DE69927015T2 (en)
TW (1) TW460310B (en)
WO (1) WO1999055620A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10012224A1 (en) * 2000-03-14 2001-09-27 Xcellsis Gmbh Process for shortening the cold start time of a carbon monoxide oxidation catalyst in a reformate gas of a fuel cell system of a vehicle comprises adsorbing start-delaying gas
US20020157535A1 (en) 2001-02-28 2002-10-31 Kanazirev Vladislav I. Process and adsorbent for gas drying
US7446078B2 (en) * 2002-07-09 2008-11-04 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorbent for water removal from ammonia
US6709487B1 (en) 2002-10-22 2004-03-23 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorbent for moisture removal from fluorine-containing fluids
WO2009151723A1 (en) * 2008-03-26 2009-12-17 Matheson Tri-Gas Purification of fluorine containing gases
RU2706304C1 (en) * 2019-05-30 2019-11-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) Method of producing adsorbent for drying moisture-containing gases
CN113173564A (en) * 2021-04-03 2021-07-27 中船重工（邯郸）派瑞特种气体有限公司 High-flow NF for purification3High concentration N in electrolytic gas2F2Method (2)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4925646A (en) * 1987-03-24 1990-05-15 Advanced Technology Materials, Inc. Process and composition for drying of gaseous hydrogen halides
US4853148A (en) * 1987-03-24 1989-08-01 Advanced Technology Materials, Inc. Process and composition for drying of gaseous hydrogen halides
DE68907366T2 (en) * 1988-04-11 1993-12-02 Mitsui Toatsu Chemicals Process for refining nitrogen trifluoride gas.
JPH01261209A (en) * 1988-04-13 1989-10-18 Mitsui Toatsu Chem Inc Method for purifying nitrogen trifluoride gas
JPH0234506A (en) * 1988-07-25 1990-02-05 Mitsui Toatsu Chem Inc Method for purifying gaseous nitrogen trifluoride
US5656064A (en) * 1995-10-04 1997-08-12 Air Products And Chemicals, Inc. Base treated alumina in pressure swing adsorption

Also Published As

Publication number Publication date
US6033460A (en) 2000-03-07
DE69927015D1 (en) 2005-10-06
TW460310B (en) 2001-10-21
EP1076633B1 (en) 2005-08-31
AU3660199A (en) 1999-11-16
EP1076633A1 (en) 2001-02-21
WO1999055620A1 (en) 1999-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68902707T2 (en) INERT GAS CLEANER, ESPECIALLY SUITABLE FOR THE PRODUCTION OF LARGE QUANTITIES OF NITROGEN WITHOUT THE USE OF HYDROGEN OR OTHER REDUCING GASES.
DE69736214T2 (en) mercury adsorbent
DE3889953T2 (en) Process and composition for drying gaseous hydrogen halides.
DE60212041T2 (en) Method and apparatus for removing mercury
DE2519236A1 (en) PROCESS FOR PURIFYING GAS-FORM MIXTURES
DE69927015T2 (en) REACTIVE MATRIX FOR REMOVING MOISTURE FROM A FLUOR-CONTAINING GAS AND METHOD
EP0248224B1 (en) Mass for removing by chemisorption homogeneous dissolved mixtures, particularly oxygen, from gases or liquids
DE69825467T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR REMOVING METAL CARBONYL AND HUMIDITY
DE69412341T2 (en) Process for cleaning harmful gas
DE69800126T2 (en) Compilation and method for removing moisture from hydrogen chlorides
DE69011416T2 (en) Process for removing acid gas from a gas mixture.
US4844720A (en) Process for removal of hydrogen sulfide and hydrogen polysulfide from liquid sulfur
DE69216462T2 (en) Purification of sulfur hexafluoride
JPS5940762B2 (en) Method for removing hydrogen sulfide and polyhydrogen sulfide from liquid sulfur
DE1203741B (en) Process for the processing of exhaust gases containing hydrogen chloride
EP0915815A1 (en) Method of removing hydrogen sulfide, ammonia, phosphine and arsine from acetylene
DE602004001838T2 (en) Process for the separation of water from ammonia
DE2264097B2 (en) Process for the purification of gas containing hydrogen cyanide, hydrogen sulfide and ammonia
DE2947498A1 (en) METHOD FOR PRODUCING CYAN HYDROGEN
DE4311061A1 (en) Decomposition of NF3 in exhaust gases
DE2926107C2 (en) Process for separating nitrogen oxides from gases
EP0884084A2 (en) Process for eliminating nitrogen oxides from gases
DE3709084C2 (en) Process for reducing the water content of gaseous hydrochloric acid
DE2158043A1 (en) Process for purifying halogen
DE69204431T2 (en) Purification of hydrolyzable organosilicon compounds containing hydrogen chloride.

Legal Events

Date Code Title Description
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ENTEGRIS, INC., CHASKA, MINN., US

8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ENTEGRIS, INC., BILLERICA, MASS., US